3.1 燃烧热

1摩尔（mol）的物质与氧气进行完全燃烧反应时所放出的热量称为该物质的燃烧热。例如，1mol乙炔完全燃烧时，放出130.6×10 ⁴ J的热量，这些热量就是乙炔的燃烧热，其反应式为

C ₂ H ₂ ＋ 2.5O ₂ 2CO ₂ ＋H ₂ O＋ 130.6 × 10 ⁴ J

不同物质燃烧时放出的热量不相同。所谓热值，是指单位质量或单位体积的可燃物质完全燃烧时所放出的热量。可燃性固体或可燃性液体的热值通常以“J/kg”表示；可燃气体的热值通常以“J/m ³ ”表示。可燃物质燃烧爆炸时所能达到的最高温度、最高压力及爆炸力等与物质的热值有关。某些物质的燃烧热、热值和燃烧温度见表 3-1。

可燃物质的热值是用量热法测定出来的，或者根据物质的元素组成用经验公式计算。

（1）气态可燃物的热值计算

可燃物质如果是气态的单质和化合物，其热值可计算为

式中Q——可燃气体的热值，J/m ³ ；

Q _r ——可燃气体的燃烧热，J/mol。

例 3-1 试求乙炔的热值。

解 ：从表 3-1 中查得乙炔的燃烧热为 130.6×10 ⁴ J/mol，代入式（3-1），得

答：乙炔的热值为 5.83×10 ⁷ J/m ³ 。

（2）液态或固态可燃物的热值计算

可燃物质如果是液态或固态的单质或化合物，其热值可计算为

式中M——可燃液体或固体的摩尔质量。

例 3-2 试求甲醇的热值（甲醇的摩尔质量为 32 _g /mol）。

解 ：从表 3-1 查得甲醇的燃烧热为 715 524 J/mol，代入式（3-2），得

答：甲醇的热值为 2.24×10 ⁷ J/kg。

（3）组成复杂的可燃物的热值计算

对组成比较复杂的可燃物，如石油、煤炭、木材等，可采用门捷列夫经验公式计算其高热值和低热值。高热值是指单位质量的燃料完全燃烧，生成的水蒸气全部冷凝成水时所放出的热量；低热值是指单位质量的燃料完全燃烧，生成的水蒸气不冷凝成水时所放出的热量。门捷列夫经验公式如下：

式中Q _h ，Q _l ——可燃物质的高热值和低热值，kcal /kg；

ω _C ——可燃物质中碳的质量分数，％；

ω _{H 2} ——可燃物质中氢的质量分数，％；

ω _{O 2} ——可燃物质中氧的质量分数，％；

ω _s ——可燃物质中硫的质量分数，％；

ω _{H 2 O} ——可燃物质中水分的质量分数，％。

例 3-3 试求 5 kg木材的低热值。木材的成分：ω _C 为 43％，ω _{H 2} 为 7％，ω _{O 2} 为 41％，ω _s 为 2％，ω _{H 2 O} 为 7％。

解 ：将已知物质的质量分数代入式（1- 4），得

答：5 kg木材的低热值为 8.68×107 J。 MyxSXR2++fbrdYfXwy0j5eFTCoRyE38HYRnVXM2otaONDt3IAmNgj6wi1KbqegoJ